【RJ版春季课程初二物理】第12讲 功 教案

第12讲第12讲讲功

概述概述适用学科初中物理适用年级初二适用区域人教版课时时长（分钟）120知识点1.做功的含义与做功的两个必要因素；2.功的计算。教学目标一、知识与技能1．知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素，并能判断出力是否对物体做功。2．明确计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。3．能应用公式W=F·s进行简单的计算。二、过程与方法1.通过实验和生活中的例子，理解做功包含的两个必要因素，判断出力是否对物体做功。2.通过观察和分析，了解功的含义，学会用科学探究的方法研究物理问题。三、情感态度与价值观通过联系生活、生产实际激发求知欲，培养探索自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。用物理学史培养学生的科学态度和科学精神。教学重点明确力学中功的含义。教学难点判断力是否对物体做功。【教学建议】本节的教学重点是使学生学会功基本知识，理解影响做功多少的条件，能够进行功的简单计算。学生学习本节时可能会在以下两个方面感到困难：1.理解两个抽象概念存在困难。2.在进行实验分析时，要与实际生活联系，让学生能够感到学以致用，这样在学习过程能够很好的调动学生的学习兴趣，加深所学知识。【知识导图】教学过程教学过程一、导入一、导入课程引入：我们已经学习了力的作用效果，一是使物体发生形变；二是改变物体的运动状态。之前我们学习了压强就是压力的作用效果，那么还有一些力的作用效果我们要如何定义呢？如：二、知识讲解二、知识讲解知识点知识点1做功与做功的两个必要因素1.做功的含义功就是我们要学习的力的另一种效果。你能说出含有“功”的一些成语吗？(功不可没、劳而无功等)那么这些词语中的功是什么意思呢？（成效，贡献）那么在物理学中的“功”代表什么呢？我给大家讲一个故事，有那么一个警察，每天的好吃懒做，最后他变成了一个大胖子，你们想啊，一个胖子他能跑的快吗？不能吧。一天，他碰上了一个抢包的小贼，警察的本能，他就要去追啊，可是他拼了命跑也没有抓到那个抢包的小贼，当他回到单位时，领导就问他，“你今天做了什么啊？”他就说：“我去抓抢包的小贼了。”领导看了看他说:“你抓到的贼呢？”他脸红的说：“没抓到。”领导听了很生气，把他狠狠的训了一顿。他就感觉很冤啊，“我明明去追了，又不是没去做，为什么要训我啊，应表扬我做工作了，没不做啊？”那么你们说一下他为什么明明很买力的去追了，为什么还会挨训呢？（因为没有抓到贼。）是的，在物理学中，也是同样的道理，并不是有了力就会有功，还要有一定的效果才行。也就是说，如果一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过一段距离，这个力的作用就有了成效，力学里面就说这个力做了功。2.做功的两个必要因素我们知道一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过一段距离，这个力的作用就有了成效，力学里面就说这个力做了功。那么我们看一下这四种情况力的做功情况是怎样的。如图：拉着箱子向前走用力推箱子没推动推着小车向前走提着箱子向前走我们来分析一下人对物体是否做功了吧，力对物体做了功拉力与水平成一定的角度斜向上，物体沿水平方向向前运动。力对物体做了功力对物体没有做功力对物体没有做功力对物体做了功推力沿水平方向向前，物体沿水平方向向前。力对物体做了功力对物体没有做功力对物体没有做功在这些事例中，我们来总结一下力对物体做功的相同点吧。总结：力学中做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动了距离。根据做功的两个必要因素我们能够知道，有力无距不做功，如：推而不动，提而不起。有距无力不做功，如：踢出去的足球继续向前飞，靠的是惯性在运动。力与距垂直不做功。如：提着水桶向前走，背着书包向前走。知识点2功的计算知识点2功的计算通过以上的学习，知道了做功不能离开两个必要因素，缺一不可，又知道有三种情况下不做功，那么我们猜想一下，力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢？（力的大小和在力的方向上移动的距离的大小有关。）力越大，在力的方向通过的距离越多，力对物体做的功就越多。所以功与力和在力的方向通过的距离有关。力学里规定，功等于力和物体沿力的方向上通过的距离的乘积。功的计算公式：功=力×距离表达式：W=F·s公式中符号的意义及单位：W──功──焦耳（J）F──力──牛顿（N）S──距离──米（m）1焦=1牛·米（1J=1N·m）例题1例题1【题干】以下实例所列举的几个力中，没有对物体做功的是（）A.物体在绳子拉力的作用下升高B.提着滑板车在水平路面上行走C.小车在推力的作用下向前运动D.赛艇在水的作用下前进了一段距离【答案】B【解析】物体在绳子拉力的作用下升高，有力有距离，力对物体做功，故A不合题意；提着滑板车在水平路面上行走，有力也有距离，但距离的方向与力的方向垂直，力对物体不做功，故B符合题意；小车在推力的作用下向前运动，有力有距离，力对物体做功，故C不合题意；赛艇在水的作用下前进了一段距离，有力有距离，力对物体做功，故D不合题意，故选B。例题2例题2【题干】对功的理解，下列说法中正确的是（）A．作用在物体上的力越大，力做的功就越多B．物体通过的路程越长，作用力做功越多C．有力作用在物体上，并且物体移动了一段距离，则力一定对物体做了功D．物体在力的作用下，并沿力的方向移动了距离，则力做了功【答案】D【解析】A、作用在物体上力越大，但是不知道物体在力的作用下通过的距离，不能确定力做功多少；故A错；B、只知道物体在力的作用下移动的距离，但不知道力的大小也不能确定做功多少，故B错；C、若力的方向跟物体移动距离的方向垂直，物体通过的距离不是在力的作用下进行的，力对物体没有做功，故C错；D、物体在力的作用下，并沿方的方向移动了距离，则力做了功，正确，故选D。例题例题3【题干】一木块重30N，在大小为10N的水平拉力作用下，10s内沿水平地面匀速前进5m，则重力对木块做的功是(

)A．0J

B．150J

C．50J

D．200J【答案】A【解析】由功的定义，功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积。重力的方向竖直向下，而木块移动的距离方向是水平的，即木块在竖直方向上没有移动距离，所以重力对木块没做功。例题4例题4【题干】如图所示的四种情景中，人对物体做功的是【答案】D【解析】做功的两个必要条件是有力和在力的方向上移动了距离。例题例题5【题干】粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m／s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（

）A．重力做了3000J的功

B．推力做了300J的功C．摩擦力做了3000J的功

D．摩擦力为100N【答案】B【解析】重力的方向竖直向下，而物体移动的距离方向是水平的，即物体在竖直方向上没有移动距离，所以重力对物体做功为0，A错。容易计算出物体移动的距离为30m，根据功的公式，计算出推力做的功为300J，B正确。由物体匀速运动，根据二力平衡条件，可以知道物体受到的摩擦力等于推力，为10N，则摩擦力做功为300J，C、D错误。例题6例题6【题干】足球运动员用150牛的作用力，将重4.5牛的足球踢出，足球沿水平场地向前运动的最大距离为20米，则运动员对足球所做的功为（）A．3000焦B．90焦C．0焦D．无法确定【答案】D【解析】足球沿水平场地向前运动的距离已知，但这个距离是在力的作用下移动的距离还是滚动的距离不得而知，在力的作用下移动的距离是多少不知道，滚动时不做功，所以无法判断运动员对足球做功的多少。四、课堂运用四、课堂运用【教学建议】在对课堂知识讲解完，把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后，再用练习进行课堂检测，根据学生情况建议分3个难度层次：易，中，难。1、对于功的理解，下列说法正确的是（）A.作用在物体上的力越大做的功越多B.物体通过的距离越长，对物体做的功越多C.物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时，没有力做功D.有力作用在物体上这个力就一定做功【答案】C【解析】做功的必要条件是：1）有力作用在物体上；2）在力的方向上通过了距离；因此作用在物体上的力越大，做的功不一定越多，故A错误。物体通过的距离越长，对物体做的功不一定越多。如果物体不受力，则不对物体做功，故B错误。物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时，在水平方向上不受力，没有力做功，故C正确为答案。有力作用在物体上，但没有在力的方向上通过距离，这个力就一定不做功，故D错误。2、用弹簧测力计沿竖直方向两次拉着同一物体向上运动t1、t2时间（忽略空气阻力），如图所示的图线①、②分别表示这两次运动情况。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，拉力所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（）A．F1=F2W1=W2B．F1=F2W1＞W2C．F1＞F2W1＞W2D．F1＜F2W1＜W2【答案】A【解析】由于两次都是匀速向上运动，所以在竖直方向上受力平衡，所以拉力也就是弹簧测力计的示数相等；由图示可知，两次运动所通过的路程相等，所以拉力所做的功也相等，应选A。3、1J的功就是（）A．把质量为1kg的物体移动1m所做的功B．把重1N的物体移动1m所做的功C．在1N力的作用下，物体移动1m所做的功D．在1N力的作用下，物体在力的方向上移动1m时，此力对物体做的功【答案】D【解析】不知道物体移动的方向是否与力的方向相同，无法计算功，故A、B、C错误；物体沿力的方向方向移动一段距离；所以做功W=FS=1N×1m=1J，故D正确。4、林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上所做的功最接近于（）A．1500JB．150JC．15JD．1.5J【答案】B【解析】根据方式W=FS进行计算。

巩固巩固5、一个人把5N的砖头沿冰面水平抛出,砖头在冰面上滑行20m停下来,则砖头在滑行的过程中（）A.人对砖头做功100JB.惯性做功100JC.重力做功100JD.上述均不正确【答案】D【解析】一个人把5N的砖头沿冰面水平抛出，砖头不再受到人的作用力，砖头在冰面上滑行20m停下来,则砖头在滑行的过程中，人不对砖头做功。故A错误。惯性是物体的一种性质，不是一种力，所以惯性不做功。故B不符合题意。由于砖头在水平面上滑动，没有在重力的方向上通过距离，所以重力不做功。故C错误。因此，D符合题意为答案。6、在同一水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动同一物体两次，两次运动的s-t图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为A.F1>B.F1<C.F1=D.F1=【答案】D【解析】根据图象知道，物体两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，由于在同一水平面上拉动同一物体，所以压力和接触面的粗糙程度相同，因此滑动摩擦力相等，故拉力也相等，即F1=F2；从图象中可以判断出相同时间内第一次通过的距离大，根据公式W=FS，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即W1＞W2，故选D。7、一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。拉力F做的功分别为W1和W2，则W1和W2的关系是（）

ABC

A、W1=W2B、W1>W2

C、W1<W2D、不能确定【答案】A【解析】本题考查的是功的大小如何计算，功的大小等于力乘以力的方向上移动的距离。而这两点物体在AB段、BC段都没有不同，且拉力也做了功，所以做功大小是一样的。拔高拔高8、如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F=3N的作用下向上运动，铁块运动速度与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为N，0～6s内拉力F做的功是J（取g=10N/kg）【答案】1；3.6【解析】（1）由乙图可见，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，故铁块受到摩擦力大小f=F-G=3N-0.2kg×10N/kg=1N。

（2）铁块在0～6s内升高的距离，因此拉力F做的功W=FS=3N×1.2m=3.6J。9、如图将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以同一速度从底部匀速拉到顶点A，若AB>AC，拉力做功分别为W1、W2，则W1W2（填“＞、＝、＜”）【答案】＝＜【解析】由于AB>AC，所以沿光滑的斜面AB更省力，由于拉升的高度是相同的，且光滑，所以，做的功相等，即W1＝W2；因为拉的速度相同，AB更长，所以用的时间更长，而功相等，且P＝W/t,故沿光滑的斜面AC时功率更大，即P1＜P2。10、非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水．如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积．即做功的两个必要条件：作用在物体上的力和物体沿力的方向移动距离。由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，此时力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意。课堂小结课堂小结【教学建议】此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结，一方面是对本节课的重点难点内容的回顾，更重要的是针对这节课学生出现的问题再次进行复习提问等，以达到让学生课上掌握的目的，同时可以对下节课内容进行简单的铺垫，以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。1.如果一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过一段距离，这个力的作用就有了成效，力学里面就说这个力做了功。2.做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动了距离。3.三种不做功的情况：（1）有力无距不做功（2）有距无力不做功（3）力与距垂直不做功。4.功等于力和物体沿力的方向上通过的距离的乘积。功的计算公式：功=力×距离表达式：W=F·s课后作业课后作业【教学建议】此处内容主要用于教师根据学生掌握情况有针对性的进行课后作业的布置，掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业，成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为主，但是一定要控制作业的数量，给学生布置的作业一般不要超过5题，这样学生才能保证做题的质量。基础基础1、如图，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中（）A．重力做的功一定为40JB．物体一定受到20N的摩擦力C．物体一定运动了2mD．物体一定运动了4m【答案】C【解析】在这个过程中，推力对物体做了功，重力和支持力没做功，则物体移动的距离，物体不一定做匀速直线运动，所以摩擦力不一定与推力平衡，不能确定大小。C正确。2、一个人用100N的力往下按某一杠杆，把一个物体举高了0.5m。如果人手下降的高度是2m，在这一过程中，人做的功是___________J，被举高的物体重___________N。【答案】200400【解析】（1）一个人用100N的力往下按某一杠杆，如果人手下降的高度是2m，在这一过程中，人做的功是W=Fs=100N×2m=200J。（2）根据W=Fs=Gh可得，被举高的物体重。3、某人用了50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，这个人对铅球做的功为（）A．350JB．210JC．0D．无法计算【答案】D【解析】由W=Fs可知，功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积，在推铅球的过程中，知道用力的大小，但不知道在力的方向上移动距离的大小，所以无法计算功的大小，故选D。巩固巩固4、如图所示，让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，比较小车在不同水平面上通过的______，进一步推理可以得出：如果水平面绝对光滑，小车将做______运动．在上述三次实验中，若小车克服毛巾的摩擦力做的功为W1，小车克服木板的摩擦力做的功为W2，则W1___W2（选填“大于”、“等于”或“小于”）．【答案】距离匀速直线=【解析】让同一小车从同一斜面相同高度静止下滑，比较小车在不同水平面上通过的距离；由图可知：小车在木板上滑行的距离最远，是因为木板比较光滑，小车受到的阻力比较小；由此可以推理：如果水平面绝对光滑，小车运动时不受阻力，应该沿着光滑的水平面永远保持匀速直线运动状态，在上述三次实验中，小车的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小车质量和速度相同，所以三次实验的初动能相同，克服做的功也相同，则W1=W2。5、物体在一水平面上做，先在大小为F的水平推力作用下匀速前进了一段距离，接着在方向不变大小为2F的推力作用下继续前进了相同距离，下列说法正确的是（)A．整个过程重力对物体做了功B．前一段距离受力合力为零C．后一段距离物体仍匀速运动D．前、后两段距离物体受到的摩擦力不相等【答案】B【解析】整个过程物体都沿水平方向运动，与重力的方向垂直，故重力不做功，A错误；移动前一段距离时是匀速前进，由牛顿第一定律知道合外力为零，即推力F与滑动摩擦力相等，故B正确；后一段距离中，推力增大，而滑动摩擦力不错不变，所以，合外力不在为零，物体不会做匀速直线运动，故C错误；前后两段距离都受到滑动摩擦力作用，大小相等，故D错误。6、小明放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m。又登上大约10m高的四楼才回到家。则他在回家过程中对书包所做的功为()A．0JB．400JC．2000JD．2400J【答案】B【解析】小明在水平路面上行走的过程中，书包通过的距离不在背力方向上，故这一段不做功；上楼过程做的功W＝Fs＝40N×10m＝400J。拔高基础拔高基础7、用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离S的关系图象如图，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是（）A．F甲＞F乙B．F甲＜F乙C．F甲=F乙D．条件不足，无法判断【答案】A【解析】当移动相同距离为s时，两个力做的功：W甲＞W乙，∵W=Fs，∴